Les génomes des ancêtres des bananiers séquencés

Les bananes cultivées sont issues de l’hybridation impliquant essentiellement neuf espèces et sous espèces sauvages. Chacun des cultivars est un mélange d’entre trois à sept de ces contributeurs ancestraux. L’enchaînement des séquences d’ADN dans le génome des cultivars constitue ainsi des « mosaïques de segments de chromosomes de différents contributeurs ancestraux ».

Le premier génome de référence du bananier a été séquencé et assemblé en 2012.  Dès 2016, le séquençage des sept groupes ancestraux a démarré au Génoscope à Paris. C’est-à-dire le raccordement « bout à bout » de chaque morceau d’ADN, selon leur plus forte probabilité d’enchaînement. Ce travail a été réalisé par le Génoscope, grâce à des algorithmes informatiques et mathématiques.

Pour ces travaux, les représentants ancestraux analysés proviennent du centre de ressources biologiques du Cirad en Guadeloupe. Mais pour l’un d’eux, surnommé le "génome inconnu", il n’existait pas dans les collections de représentant "pur". Cependant, les chercheurs ont réussi à reconstituer une séquence de ce génome inconnu, à partir d’un hybride contenant une part de celui-ci. 

Connaître les gènes impliqués dans les caractères d’intérêt

Le fruit du bananier est très standardisé. « Le goût n’est pas le critère le plus difficile à obtenir. On va surtout rechercher des forts rendements, des résistances aux maladies et des qualités post-récolte du fruit, telles qu’une couleur jaune uniforme, l’absence de marques noires laissées par la manipulation et un pédoncule solide », explique Angélique D’Hont, généticienne au Cirad qui a encadré les travaux.  

L’accès à un génome assemblé permet, de plus, l’annotation automatique des gènes, facilitant l’identification des différences et des variabilités génétiques. « On va pouvoir analyser les régions du génome où se trouvent des caractères recherchés », décrit Guillaume Martin, généticien, premier auteur de l’étude. « La connaissance de ces gènes permet d’orienter les programmes de sélection. On vérifie la présence du gène convoité dans la descendance et on ne met en champ que les plants d’intérêt portant le gène pressenti. Cela permet de gagner beaucoup de temps. »

En production, des résistances aux maladies sont également recherchées. Les deux principales maladies sont la cercosporiose, qui nécessite de nombreux traitements pesticides, et la fusariose, dont une nouvelle forme (race TR4) s’étend actuellement à l’échelle mondiale et pour laquelle il n’y a pas de traitement disponible. Le développement de ces maladies est favorisé par le caractère monovariétal des plantations : 50 % de la production mondiale est constituée de Cavendish, un seul et unique clone !

Comprendre les mécanismes de spéciation

En comparant ces génomes assemblés, l’équipe a pu mettre en évidence une variabilité des séquences répétées présentes dans les zones centromériques et des réarrangements chromosomiques (translocations) entre les espèces et sous espèces, ce qui donne des pistes pour comprendre le processus de spéciation, c’est-à-dire le processus évolutif par lequel de nouvelles espèces naissent.

« On a pu caractériser ce qui induisait les irrégularités dans les appariements observées dès les années 40 par des chercheurs », explique Angélique D’Hont. « Ces découvertes donnent des informations importantes pour les stratégies de croisement, mais aussi des connaissances plus fondamentales sur les modes de spéciation des plantes. »

Un génome de référence pour les neuf groupes génétiques à l’origine des bananiers cultivés

« Nous avons maintenant un génome de référence pour les neuf groupes génétiques principaux à l’origine des bananiers cultivés. Grâce à ces génomes assemblés, nous disposons de ressources précieuses qui permettront d’orienter les stratégies de croisement », s’enthousiasme Guillaume Martin. 

Plus récemment, le Cirad a obtenu un financement du plan Ecophyto, pour Bana+, « un projet majeur qui permettra notamment d’utiliser ces ressources pour appuyer le programme d’amélioration du Cirad en Guadeloupe, pour obtenir des variétés qui combinent qualité des fruits, résistances et rendement », selon Angélique D’Hont.

Références

Unravelling genomic drivers of speciation in Musa through genome assemblies of wild banana ancestors. Martin Guillaume, Istace Benjamin, Baurens Franc-Christophe, Belser Caroline, Hervouet Catherine, Labadie Karine, Cruaud Corinne, Noël Benjamin, Guiougou Chantal, Salmon Frédéric, Mahadeo Joel, Ahmad Fajarudin, Volkaert Hugo A., Droc Gaëtan, Rouard Mathieu, Sardos Julie, Wincker Patrick, Yahiaoui Nabila, Aury Jean-Marc, D'Hont Angélique. 2025. Nature Communications, 16 (1):961, 14 p. https://doi.org/10.1038/s41467-025-56329-4

Guillaume Martin, Aurélien Cottin, Franc‐christophe Baurens, Karine Labadie, Catherine Hervouet, et al.. Interspecific introgression patterns reveal the origins of worldwide cultivated bananas in New Guinea. The Plant Journal, 2023, 113 (4), pp.802-818. ⟨10.1111/tpj.16086⟩. ⟨hal-03992055⟩

D’Hont, A., Denoeud, F., Aury, JM. et al. The banana (Musa acuminata) genome and the evolution of monocotyledonous plants. Nature 488, 213–217 (2012). https://doi.org/10.1038/nature11241